МУК 4.1.1565-03. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Методические указания по измерению концентраций фосфида галлия в воздухе рабочей зоны методом непламенной атомно-абсорбционной спектрофотометрии

(утв. Минздравом России 29.06.2003)

Г. Г. Онищенко 29 июня 2003 года

4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ ФОСФИДА ГАЛЛИЯ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ МЕТОДОМ НЕПЛАМЕННОЙ

Дата введения с момента утверждения

Методические указания подготовлены коллективом специалистов в рамках Проблемной Комиссии «Научные основы гигиены труда и профпатологии». Утверждены Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации, Председателем Комиссии по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко в июне 2003 г.

Методические указания по измерению концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны (сборник 37) разработаны с целью обеспечения контроля соответствия фактических концентраций вредных веществ их предельно допустимым концентрациям (ПДК) и ориентировочным безопасным уровням воздействия (ОБУВ) — санитарно-гигиеническим нормативам и являются обязательными при осуществлении санитарного контроля.

Методика контроля вредных веществ в воздухе рабочей зоны разработана и подготовлена в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования».

Методика выполнена с использованием современных методов исследования, метрологически аттестована и дает возможность контролировать концентрации химических веществ на уровне и меньше их ПДК и ОБУВ в воздухе рабочей зоны, установленных в ГН 2.2.5.686-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» и ГН 2.2.5.687-98 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».

GaP.

М. м. 100,69.

Фосфид галлия — твердое вещество, имеющее оранжево-желтые или зеленовато-желтые кристаллы, плотность — 4,15 г/куб. см, температура плавления — 1467 °C. На воздухе устойчив, в воде нерастворим, легко растворяется при нагревании в азотной кислоте, реагирует с серной кислотой, с растворами щелочей при нагревании реагирует с образованием фосфина.

В воздухе находится в виде аэрозоля.

ПДК в воздухе — 3 мг/куб. м.

Характеристика метода

Методика основана на минерализации фосфида галлия азотной кислотой и измерении величины атомного поглощения галлия при длине волны 287,4 нм.

Атомизация осуществляется в электротермической графитовой кювете с пирропокрытием.

Отбор проб проводится с концентрированием на фильтр.

Нижний предел измерения концентрации фосфида галлия — 0,006 мкг в анализируемом объеме, для галлия — 0,004 мкг.

Нижний предел измерения концентрации вещества в воздухе — 1,5 мг/куб. м (при отборе 20 л).

Диапазон измеряемых концентраций в воздухе от 1,5 до 15 мг/куб. м.

Определение галлия селективно.

Время выполнения измерения, включая отбор проб, — 2 часа.

Приборы, аппаратура, посуда

Атомно-абсорбционный спектрофотометр — Zeeman/3030 фирмы «Perkin-Elmer» (США) с корректором фона или любой другой марки с аналогичными характеристиками.

Весы аналитические ВЛР-200, ГОСТ 24104-88Е

Плитка электрическая с закрытой спиралью, с регулируемой

    мощностью нагрева                      ПС 800/ЗН, ГОСТ 306-58
    Аспирационное устройство               ГОСТ 17.2.6.01-86
    Секундомер                             ГОСТ 5073-79
    Фильтродержатели                       ТУ 95-72-05-77

Колбы мерные вместимостью 25, 50, 100 мл ГОСТ 1770-74Е

Стаканы химические термостойкие вместимостью 50, 100 мл ГОСТ 25336-82

Пипетки вместимостью 1, 2, 5 и 10 мл ГОСТ 29227-91

Пробирки химические размером 15 х 150 мм ГОСТ 25336-82Е

Воронки простые конусообразные с коротким стеблем № 3 ТУ-25-11-1061-75

Часовое стекло

Реактивы, растворы, материалы

Фосфид галлия, оч, 99,99% ТУ 11-83,

ТУ-ЕТО.035.042

Кислота азотная, осч, концентрированная ГОСТ 11125-84

Кислота азотная, разбавл. 1:1 и 5% раствор

    Спирт этиловый, ректификат                      ГОСТ 5967-67
    Фильтры АФА-ХП-20                               ТУ 85-743-80

Вода дистиллированная, дважды перегнанная в аппарате из кварцевого стекла или деионизированная ГОСТ 6709-72

Аргон ГОСТ 10157-79

Исходный стандартный раствор № 1 с концентрацией галлия 1000 мкг/мл готовят весовым способом: 0,144 г фосфида галлия помещают в химический термостойкий стакан вместимостью 50 мл, добавляют 20 мл разбавленной азотной кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом и нагревают на плитке, покрытой асбестом, в течение 30 минут до полного растворения. Затем раствор упаривают до влажных солей и полученный осадок растворяют в 15 — 20 мл 5% раствора азотной кислоты. Далее раствор количественно переносят в мерную колбу на 100 мл и доводят объем до метки той же кислотой. Раствор устойчив в течение 3 месяцев.

Рабочий стандартный раствор № 2 с концентрацией галлия 10 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением исходного раствора № 1 5% раствором азотной кислоты. Раствор устойчив в течение месяца.

Отбор пробы воздуха

Воздух с объемным расходом 5 л/мин. аспирируют через фильтр АФА-ХП-20, помещенный в фильтродержатель. Для измерения 1/2 ПДК следует отобрать 20 л воздуха. Срок хранения отобранных проб в течение 2 недель.

Подготовка к измерению

Градуировочные растворы (готовят в день анализа) готовят согласно таблице.

Таблица

№ стандарта	Стандартный раствор № 2, мл	5% раствор азотной кислоты, мл	Концентрация ионов галлия, мкг/мл
1	0	100	0
2	2	98	0,2
3	3	97	0,3
4	4	96	0,4
5	8	92	0,8
6	10	90	1
7	20	80	2

Стандартные растворы атомизируют в графитовой кювете и измеряют оптическую плотность на аналитической линии галлия. График строят в координатах «оптическая плотность — концентрация». Аналитический сигнал измеряют по площади пика. Построение графика необходимо проводить не менее чем по 6-ти точкам, выполнив 5 параллельных измерений для каждой концентрации.

Проверка градуировочного графика проводится каждый раз перед проведением анализа.

Условия атомно-абсорбционного определения на спектрофотометре:

    Длина волны аналитической линии галлия        287,4 нм
    Щель монохроматора                            0,7 мм
    Рабочий ток лампы с полым катодом             15 мА

Объем раствора, подаваемого

    в графитовую кювету                           0,02 мл
    Сушка:                                        100 °C - 30 сек.

120 °C — 20 сек.

180 °C — 20 сек.

    Озоление                                      900 °C - 40 сек.
    Атомизация                                    2500 °C - 5 сек.

Скорость подъема температуры в стадиях:

    Сушка и озоление                              1 сек.
    Атомизация                                    0 сек.

Скорость потока инертного газа (аргона) в момент атомизации 100 л/мин.

Проведение измерения

Фильтр с отобранной пробой помещают в химический термостойкий стакан, смачивают 2 — 3 каплями этанола, добавляют 20 мл азотной кислоты (1:1). Стакан накрывают часовым стеклом и нагревают на плитке, покрытой асбестом, в течение 30 минут. Затем фильтр отжимают, а раствор упаривают до влажных солей. Полученный осадок растворяют в 15 — 20 мл 5% раствора азотной кислоты, количественно переносят в мерную колбу на 100 мл и доводят объем до метки той же кислотой.

Минерализацию проб ведут в 2 — 3 параллелях, определяют содержание галлия количественно на атомно-абсорбционном спектрофотометре, получая атомный пар элемента в графитовой кювете.

Замеры проб осуществляют трехкратно и результаты усредняют.

Во время выполнения анализа необходимо исследовать применяемые реактивы на присутствие в них измеряемых элементов. С этой целью готовят холостую пробу, для чего чистый фильтр АФА-ХП-20 обрабатывают так же, как и исследуемые пробы, добавляя при этом реактивы в тех же количествах и из тех же флаконов, что и в исследуемые пробы.

Условия минерализации те же, что и для градуировочных растворов.

Величину сигнала холостой пробы необходимо учитывать при расчетах результатов анализа.

Расчет концентрации

Концентрацию фосфида галлия «C» в воздухе (в мг/куб. м) вычисляют по формуле:

                          a х B х K

C = ---------, V

где:

a — концентрация галлия, найденная по градуировочному графику, мкг/мл;

B — общий объем раствора анализируемой пробы, мл;

K = 1,44 — коэффициент пересчета галлия на фосфид галлия;

V — объем воздуха, отобранного для анализа и приведенного к стандартным условиям, л (см. Приложение 1).

Приложение 1

Приведение объема воздуха к стандартным условиям проводят по следующей формуле:

                      V  x (273 + 20) x P
                       t

                    V   = -------------------,
                     20    (273 + t) x 101,33

где:

V — объем воздуха, отобранный для анализа, л; t

P — барометрическое давление, кПа (101,33 кПа = 760 мм рт. ст.);

t — температура воздуха в месте отбора пробы, °C.

Для удобства расчета V следует пользоваться таблицей 20 коэффициентов (Приложение 2). Для приведения воздуха к стандартным условиям надо умножить V на соответствующий коэффициент. t

°C	Давление P, кПа/мм рт. ст.
	97,33/ 97,86/ 98,4/ 98,93/ 99,46/ 100/ 100,53/ 101,06/ 101,33/ 101,86/ 730 734 738 742 746 750 754 758 760 764
-30	1,1582 1,1646 1,1709 1,1772 1,1836 1,1899 1,1963 1,2026 1,2058 1,2122
-26	1,1393 1,1456 1,1519 1,1581 1,1644 1,1705 1,1768 1,1831 1,1862 1,1925
-22	1,1212 1,1274 1,1336 1,1396 1,1458 1,1519 1,1581 1,1643 1,1673 1,1735
-18	1,1036 1,1097 1,1158 1,1218 1,1278 1,1338 1,1399 1,1460 1,1490 1,1551
-14	1,0866 1,0926 1,0986 1,1045 1,1105 1,1164 1,1224 1,1284 1,1313 1,1373
-10	1,0701 1,0760 1,0819 1,0877 1,0986 1,0994 1,1053 1,1112 1,1141 1,1200
-6	1,0540 1,0599 1,0657 1,0714 1,0772 1,0829 1,0887 1,0945 1,0974 1,1032
-2	1,0385 1,0442 1,0499 1,0556 1,0613 1,0669 1,0726 1,0784 1,0812 1,0869
0	1,0309 1,0366 1,0423 1,0477 1,0535 1,0591 1,0648 1,0705 1,0733 1,0789
+2	1,0234 1,0291 1,0347 1,0402 1,0459 1,0514 1,0571 1,0627 1,0655 1,0712
+6	1,0087 1,0143 1,0198 1,0253 1,0309 1,0363 1,0419 1,0475 1,0502 1,0557
+10	0,9944 0,9999 0,0054 1,0108 1,0162 1,0216 1,0272 1,0326 1,0353 1,0407
+14	0,9806 0,9860 0,9914 0,9967 1,0027 1,0074 1,0128 1,0183 1,0209 1,0263
+18	0,9671 0,9725 0,9778 0,9830 0,9884 0,9936 0,9989 1,0043 1,0069 1,0122
+20	0,9605 0,9658 0,9711 0,9783 0,9816 0,9868 0,9921 0,9974 1,0000 1,0053
+22	0,9539 0,9592 0,9645 0,9696 0,9749 0,9800 0,9853 0,9906 0,9932 0,9985
+24	0,9475 0,9527 0,9579 0,9631 0,9683 0,9735 0,9787 0,9839 0,9865 0,9917
+26	0,9412 0,9464 0,9516 0,9566 0,9618 0,9669 0,9721 0,9773 0,9799 0,9851
+28	0,9349 0,9401 0,9453 0,9503 0,9555 0,9605 0,9657 0,9708 0,9734 0,9785
+30	0,9288 0,9339 0,9391 0,9440 0,9432 0,9542 0,9594 0,9645 0,9670 0,9723
+34	0,9167 0,9218 0,9268 0,9318 0,9368 0,9418 0,9468 0,9519 0,9544 0,9595
+38	0,9049 0,9099 0,9149 0,9199 0,9248 0,9297 0,9347 0,9397 0,9421 0,9471

---